Министерство образования Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Программируемые управляющие автоматы

Методические указания к лабораторной работе

по курсу «Организация ЭВМ и систем»

для студентов специальности 220400

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

технического университета

Саратов, 2003 г.

Введение

Данная лабораторная работа рассчитана на 8 аудиторных часов; самостоятельная работа по изучению литературы, программирование и составление отчёта ещё на 8 часов.

Объект исследования - программируемые управляющие автоматы – П-автоматы с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ). Цель исследования состоит в изучении структуры П-автоматов с принудительной адресацией и методики их программирования. Метод исследования основывается на анализе заданных графов алгоритмов и составлении микропрограммы функционирования П-автомата.

Выполнение работы производится в дисплейном классе. Характер исследований состоит в сочетании результатов программирования с моделированием на ПЭВМ.

1. Содержание работы

В лабораторной работе рассматриваются программируемые П автоматы с принудительной адресацией с двухадресным и одноадресным форматами команд.

Программируемые управляющие автоматы обладают высокой степенью универсальности, поскольку порядок их функционирования полностью определяется записываемой в ПЗУ микропрограммой, поэтому П автоматы могут реализовывать любые алгоритмы при единственном ограничении по объёму памяти автомата и количеству разрядов управляющего слова. Кроме того, программируемые автоматы позволяют применять интегральную технологию для их производства, что делает их перспективными для широкого применения.

При разработке программируемого автомата первоочередной задачей является определение формата команды. Для этого оцениваются количество различных управляющих сигналов Yj и число условий их формирования Xi.

Затем необходимо задаться некоторым объёмом ПЗУ, от которого будет зависеть число разрядов в адресной части команды. При этом полагают, что микропрограмма сможет полностью разместиться в ПЗУ.

Все эти данные можно взять из графа алгоритма. После чего остаётся только составить микропрограмму в точном соответствии с графом алгоритма, применяя принудительную адресацию. В результате получаем программу в двоичных кодах, которая в последствии должна быть размещена в ПЗУ и по которой автомат будет работать. Программа составляется по двухадресной и одноадресной схемам. Двухадресная схема проще, но одноадресная позволяет экономить объём ПЗУ за счёт сокращения разрядности команды.

Для получения отличной оценки необходимо построить программную модель управляющего автомата и отобразить его структуру графическими средствами, используя для этого интегрированные среды программирования. При считывании очередной команды из ПЗУ она должна попадать в регистр команд автомата и соответствующим образом декодироваться. При моделировании прохождение сигналов и само выполнение микропрограммы должно графически отображаться. Для этого ПЗУ следует выполнять в виде таблицы, в строках которой записаны команды микропрограммы.